Виды погрешности - Принципы стандартизации и виды погрешностей
Погрешности классифицируют по следующим видам:
По форме представления:
- абсолютная погрешность -- является оценкой абсолютной ошибки измерения. Вычисляется разными способами. Способ вычисления определяется распределением случайной величины. Соответственно, величина абсолютной погрешности в зависимости от распределения случайной величины может быть различной. Если -- измеренное значение, а -- истинное значение, то неравенство
Должно выполняться с некоторой вероятностью, близкой к 1. Если случайная величина распределена по нормальному закону, то обычно за абсолютную погрешность принимают ее среднеквадратичное отклонение. Абсолютная погрешность измеряется в тех же единицах измерения, что и сама величина.
Существует несколько способов записи величины вместе с ее абсолютной погрешностью:
- - обычно используется запись со знаком ±. Например, рекорд в беге на 100 метров, установленный в 1983 году, равен 9,930±0,005 с.; - для записи величин, измеренных с очень высокой точностью, используется другая запись: цифры, соответствующие погрешности последних цифр мантиссы, дописываются в скобках. Например, измеренное значение постоянной Больцмана равно 1,380 6488(13)Ч10?23Дж/К, что также можно записать значительно длиннее как 1,380 6488Ч10?23±0,000 0013Ч10?23 Дж/К; - относительная погрешность -- погрешность измерения, выраженная отношением абсолютной погрешности измерения к действительному или измеренному значению измеряемой величины (РМГ 29-99):
,
.
Относительная погрешность является безразмерной величиной, либо измеряется в процентах.
Приведенная погрешность -- погрешность, выраженная отношением абсолютной погрешности средства измерений к условно принятому значению величины, постоянному во всем диапазоне измерений или в части диапазона. Вычисляется по формуле
,
Где
-- нормирующее значение, которое зависит от типа шкалы измерительного прибора и определяется по его градуировке:
- - если шкала прибора односторонняя, то есть нижний предел измерений равен нулю, то определяется равным верхнему пределу измерений; - если шкала прибора двухсторонняя, то нормирующее значение равно ширине диапазона измерений прибора.
Приведенная погрешность является безразмерной величиной, либо измеряется в процентах.
По причине возникновения:
- - инструментальные / приборные погрешности -- погрешности, которые определяются погрешностями применяемых средств измерений и вызываются несовершенством принципа действия, неточностью градуировкишкалы, ненаглядностью прибора; - методические погрешности -- погрешности, обусловленные несовершенством метода, а также упрощениями, положенными в основу методики; - субъективные / операторные / личные погрешности -- погрешности, обусловленные степенью внимательности, сосредоточенности, подготовленности и другими качествами оператора. В технике применяют приборы для измерения лишь с определенной заранее заданной точностью -- основной погрешностью, допускаемой в нормальных условиях эксплуатации для данного прибора.
Если прибор работает в условиях, отличных от нормальных, то возникает дополнительная погрешность, увеличивающая общую погрешность прибора. К дополнительным погрешностям относятся: температурная, вызванная отклонением температуры окружающей среды от нормальной, установочная, обусловленная отклонением положения прибора от нормального рабочего положения, и т. п. За нормальную температуру окружающего воздуха принимают 20 °C, за нормальное атмосферное давление 101,325 кПа.
Обобщенной характеристикой средств измерения является класс точности, определяемый предельными значениями допускаемых основной и дополнительной погрешностей, а также другими параметрами, влияющими на точность средств измерения; значение параметров установлено стандартами на отдельные виды средств измерений. Класс точности средств измерений характеризует их точностные свойства, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполняемых с помощью этих средств, так как точность зависит также от метода измерений и условий их выполнения. Измерительным приборам, пределы допускаемой основной погрешности которых заданы в виде приведенных основных (относительных) погрешностей, присваивают классы точности, выбираемые из ряда следующих чисел: (1; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0)*10n, где показатель степени n = 1; 0; ?1; ?2 и т. д.
По характеру проявления:
- случайная погрешность -- составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом в серии повторных измерений одной и той же величины, проведенных в одних и тех же условиях. В появлении таких погрешностей не наблюдается какой-либо закономерности, они обнаруживаются при повторных измерениях одной и той же величины в виде некоторого разброса получаемых результатов. Случайные погрешности неизбежны, неустранимы и всегда присутствуют в результате измерения, однако их влияние как правило можно устранить статистической обработкой.
Описание случайных погрешностей возможно только на основе теории случайных процессов и математической статистики. Математически случайную погрешность можно представить как непрерывную случайную величину симметричную относительно 0, независимо реализующуюся в каждом измерении (белый шум).
Основным свойством случайной погрешности является возможность уменьшения искажения искомой величины путем усреднения данных. Уточнение оценки искомой величины при увеличении количества измерений (повторных экспериментов) означает, что среднее случайной погрешности при увеличении объема данных стремится к 0 (закон больших чисел).
Случайные погрешности могут быть связаны с несовершенством приборов (трение в механических приборах и т. п.), тряской в городских условиях, с несовершенством объекта измерений (например, при измерении диаметра тонкой проволоки, которая может иметь не совсем круглое сечение в результате несовершенства процесса изготовления);
- систематическая погрешность -- погрешность, изменяющаяся во времени по определенному закону (частным случаем является постоянная погрешность, не изменяющаяся с течением времени). Систематические погрешности могут быть связаны с ошибками приборов (неправильная шкала, калибровка и т. п.), неучтенными экспериментатором.
Систематическую ошибку нельзя устранить повторными измерениями. Ее устраняют либо с помощью поправок или "улучшением" эксперимента;
- - прогрессирующая (дрейфовая) погрешность -- непредсказуемая погрешность, медленно меняющаяся во времени. Она представляет собой нестационарный случайный процесс; - грубая погрешность (промах) -- погрешность, возникшая вследствие недосмотра экспериментатора или неисправности аппаратуры (например, если экспериментатор неправильно прочел номер деления на шкале прибора или если произошло замыкание в электрической цепи).
Надо отметить, что деление погрешностей на случайные и систематические достаточно условно. Например, ошибка округления при определенных условиях может носить характер как случайной, так и систематической ошибки.
По способу измерения:
- погрешность прямых измерений - вычисляется по формуле:
Где
;
- -- стандартная ошибка среднего (выборочное СКО, деленное на корень из количества измерений ), а -- квантиль распределения Стьюдента для числа степеней свободы и уровня значимости ; -- абсолютная погрешность средства измерения (обычно это число, равное половине цены деления измерительного прибора); - погрешность косвенных воспроизводимых измерений -- погрешность вычисляемой (не измеряемой непосредственно) величины:
Если, где -- непосредственно измеряемые независимые величины, имеющие погрешность, тогда:
- погрешность косвенных невоспроизводимых измерений - вычисляется аналогично вышеизложенной формуле, но вместо ставится значение полученное в процессе расчетов.
Похожие статьи
-
Определение "погрешность" является одним из центральных в метрологии, в котором используются понятия "погрешность результата измерения" и "погрешность...
-
По характеру (закономерности) изменения погрешности измерений подразделяются на систематические, случайные и грубые (промахи). Систематические...
-
Объекты и субъекты стандартизации
Объекты и субъекты стандартизации. Функции Госстандарта Стандартизация - деятельность направленная на разработку утверждения и установления нормативных...
-
Любой датчик или первичный измерительный преобразователь (ПИП) и последующие преобразователи измерительного канала (ИК) работают в сложных условиях,...
-
Эффективным способом снижения действия помех, а, следовательно, и погрешностей в АЭП является фильтрация. Наиболее часто применяется линейная фильтрация....
-
Наиболее важным заданием усовершенствования средств измерения (СИ) является уменьшение всех составляющих его погрешностей, т. е. повышение точности...
-
Метрология как наука и область практической деятельности человека зародилась в глубокой древности. На всем пути развития человеческого общества измерения...
-
По зависимости абсолютной погрешности от значений измеряемой величины различают погрешности (рис. 3.1): - аддитивные, не зависящие от измеряемой...
-
Статистическая обработка результатов измерений - Погрешности средств измерения
Условие. Выполнить статистическую обработку результатов измерений, приведенных в табл. 26. При статистической обработке следует использовать результаты...
-
Грубая погрешность или промах - это случайная погрешность результата отдельного измерения, входящего в ряд измерений, которая для данных условий резко...
-
Определение погрешностей - Точность механической обработки деталей машин
Определение погрешностей обработки методом математической статистики В процессе изготовления деталей машин качество их изготовления зависит от...
-
Выбор измерительных средств для контроля размеров - Погрешности средств измерения
Выбрать универсальные измерительные средства для измерения диаметра отверстия 115 Н 8 и диаметра вала 115 е 8. 1. Определяем предельные отклонения и...
-
Коррекция погрешностей производится одним из следующих способов: -калибровка; -аддитивная коррекция; -мультипликативная коррекция; -автоматическая...
-
Сканирующее зондовая микроскопия и ее принцип работы В основе работы СЗМ лежат различные типы взаимодействия зонда с поверхностью образца. Характерное...
-
Использование этого способа в ряде случаев позволяет свести точность измерения с помощью АЭП к точности использования образцовой меры. Способ требует...
-
ПРИНЦИПЫ ОПИСАНИЯ НАДЕЖНОСТИ АСУ ТП. ОТКАЗЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ - Надежность систем автоматизации
Автоматизированную систему управления, как и любую сложную систему, целесообразно рассматривать как совокупность элементов с определенной взаимосвязью...
-
Оценка неисключенной систематической погрешности результата эксперимента
При измерении напряжения между двумя точками электрической схемы было произведено 10 равноточных измерений цифровым вольтметром класса точности 0,05/0,02...
-
Определение доверительных границ для истинных значений величин - Погрешности средств измерения
Условие. Определить доверительные границы и относительную погрешность косвенного измерения, если известны расчетная формула, значения величин, входящих в...
-
Погрешность базирования возникает в результате установки детали в приспособлении по технологическим базам. Погрешности базирования можно определить с...
-
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ СТАНДАРТИЗАЦИИ - Метрология и стандартизация
Главная цель Государственной системы стандартизации (ГСС) - с помощью стандартов, устанавливающих показатели, нормы и требования, соответствующие...
-
Принципы организации роизводственных подразделений - Машиностроительное производство
Производственная структура предприятия и ее виды. Факторы, определяющие производственную структуру предприятия. Производственная структура цеха. 1....
-
Устройство и принцип работы, Маркировка и пломбирование - Поверка весов типа ВЛТ-150-П
Общий вид весов различных модификаций представлен на рисунке 1. Корпус весов состоит из основания (5) с кожухом (4). Чашка весов (1) модели ВЛТ-150-П...
-
В качестве приспособление для 010 и 020 операций, используем оправку с разрезной втулкой. На рис. 3 показана оправка 2 с разрезной втулкой 6, на которой...
-
Устройство и принцип действия абсорберов - Абсорбер для очистки газов от диоксида углерода
При абсорбционных процессах массообмен происходит на поверхности соприкосновения фаз. Поэтому абсорбционные аппараты должны иметь развитую поверхность...
-
Принцип действия, характеристики электромагнитного амперметра - Измерительное оборудование
Амперметр -- прибор для измерения силы тока в амперах. Шкалу амперметров градуируют в микроамперах, миллиамперах, амперах или килоамперах в соответствии...
-
Принцип действия, Классификация - Источники тока (аккумуляторные батареи)
Основу химических источников тока составляют два электрода (катод, содержащий окислитель и анод, содержащий восстановитель), контактирующих с...
-
Назначение и принципы составления меню - Анализ меню кафе "Монмартр"
Визитной карточкой предприятия общественного питания называют его меню, т. е. перечень закусок, блюд, напитков (с указанием цены и выхода), имеющихся в...
-
В основе работы станка лежит известный принцип образования эвольвенты окружности: производящая прямая СС1 неподвижна, а основная окружность вращается...
-
Назначение, устройство и принцип работы приспособления - гидравлического зажима Гидравлический зажим одностороннего действия предназначен для закрепления...
-
Принцип работы системы и функциональная схема САР В данной работе рассматривается система автоматического регулир Ования температуры воды в баке. Схема...
-
Важное влияние на развитие системы метрологического обеспечения качества по стандартизации и сертификации в РФ оказывает несовершенство нормативной и...
-
В своем законченном идеальном виде ГПС являются высшей, наиболее развитой формой автоматизации производственного процесса. Можно сформулировать основные...
-
Конструктивные принципы - Технология компьютер-печатная форма
Известны три основных конструктивных варианта формных имиджсеттеров, отличающихся способом размещения формного материала: внутри барабана, поверх...
-
В СИ с мультипликативной коррекцией погрешностей осуществляется выделение погрешностей СИ и управление ею коэффициентом преобразования СИ для минимизации...
-
Расчет стропильной фермы - Метрология, стандартизация и сертификация
Основные правила конструирования ферм. Фермы полетом до 18 м изготавливаются целиком, свыше 18 м - в виде отдельных полуферм (отправочных марок). Высота...
-
Расчет ступенчатой колонны производственного здания - Метрология, стандартизация и сертификация
1. Исходные данные: Расчетные усилия верхней части колонны М=193,0кН*м; N=-300,6кН; М=-346,32кН*м; N=-455,37кН Расчетные усилия нижней части колонны...
-
Стеновле ограждение с ленточным остеклением - Метрология, стандартизация и сертификация
На отметке d(рис1) к колонне крепятся 2стеновые панели общей высотой 2х18=3.6 м. Из табл 1 известна интенсивность нагрузки(вес 1мпанели при заданном...
-
Вес конструкций покрытия Нагрузками от веса покрытия являются вес кровли и фермы со связями. На 1 погонный метр фермы нагрузки собираются с ширины...
-
При данном способе коррекции уменьшение погрешностей осуществляется за счет смещения функции преобразования СИ (рисунок 3). Рисунок 3. Структурная схема...
-
Литература - Погрешности средств измерения
Закон РФ "Об обеспечении единства измерений" от 27.04.93, № 4871-1 (в редакции 2003 г.). Закон РФ "О техническом регулировании" от 27 декабря 2002 г. №...
Виды погрешности - Принципы стандартизации и виды погрешностей